[发明专利]算术编码器及实现算术编码的方法和图像编码方法

权利要求书

1.一种算术编码器，包括：第一级处理单元、第二级处理单元、第三级处理单元、输出单元；其中，

第一级处理单元，用于在一个时钟周期内，并行对N个编码字符进行处理，获取当前编码区间大小需要左移的比特数值和当前编码区间的区间大小；

第二级处理单元，用于在一个时钟周期内，并行对N个当前编码区间大小需要左移的比特数值进行处理，获取当前编码后输出的比特在一个字节中的比特位置、比特位置的标志信息和当前编码字符的偏移量；

第三级处理单元，用于在一个时钟周期内，并行对N个编码字符、N个当前编码区间大小需要左移的比特数值、N个当前编码字符的偏移量和N个比特位置的标志信息进行处理，获取当前编码区间的区间下限值和编码字符的输出码流；

输出单元，用于将并行输入的N路输出码流按顺序转换为串行输出的单路输出码流输出；

其中，N为大于或等于1的整数。

2.根据权利要求1所述的算术编码器，其中，所述第一级处理单元包括：N个串行连接的编码区间处理模块：第i编码区间处理模块，i＝1,2,3…N，以及第一临时寄存器，第一流水线寄存器；其中，

第i编码区间处理模块，用于接收当前所述时钟周期内的待处理的第i编码字符bin_(i-1)、第i编码字符的编码概率prob_(i-1)以及上一个编码字符的编码区间大小range_(i-2)；根据接收到的第i编码字符的编码概率prob_(i-1)以及上一个编码字符的编码区间大小range_(i-2)，计算得到第i个split值split_(i-1)；根据计算得到的第i个split值split_(i-1)和第i编码字符bin_(i-1)计算得到当前编码区间大小；根据当前编码区间大小，通过查表得到当前编码区间大小需要左移的比特数值shift_(i-1)以及左移后的编码区间大小值range_after_shift；将左移后的编码区间大小值range_after_shift作为第i编码字符处理模块输出的range值range_(i-1)；

第一临时寄存器，用于暂时存放第i编码字符处理模块输出的range值range_(i-1)，在下一个时钟周期时输出给第一编码区间处理模块；

第一流水线寄存器，用于在流水线中打拍，存放当前所述时钟周期内的编码字符bin：第i编码字符bin_(i-1)，并输出给所述第二级处理单元。

3.根据权利要求2所述的算术编码器，还包括：第一数据选择器；

第一数据选择器，用于在可设置的信号number控制下，对number路编码字符进行并行处理，其中，number＝1,2,3…N。

4.根据权利要求2或3所述的算术编码器，其中，

采用将无符号8-bit乘法操作拆分为四个无符号4-bit乘法操作、三个移位操作和三个无符号4-bit加法操作，实现所述第i个split值split_(i-1)的计算，其中，每个无符号4-bit乘法操作通过查找表实现。

5.根据权利要求1所述的算术编码器，其中，所述第二级处理单元包括：N个串行连接的编码位置处理模块：第i编码位置处理模块，i＝1,2,3…N，以及第二临时寄存器、第二流水线寄存器；其中，

第i编码位置处理模块，用于接收当前所述时钟周期内的第i左移比特数值shift_(i-1)以及上一个编码后输出的比特在一个字节中的比特位置count_(i-2)，根据count_(i-1)＝count_(i-2)+shift_(i-1)计算当前字符编码后的比特位置count_(i-1)；根据count_(i-1)值确定当前编码字符的第i偏移量offset_(i-1)，并更新第i左移比特数值shift_(i-1)和第i比特位置值count_(i-1)；

第二临时寄存器，用于暂时存放第i编码位置处理模块输出的count值count_(i-1)，在下一个时钟周期时输出给第一编码位置处理模块；

第二流水线寄存器，用于在流水线中打拍，存放当前时所述钟周期内的编码字符bin：第i编码字符bin_(i-1)，以及当前所述时钟周期内的第i个split值split_(i-1)，并输出给所述第三级处理单元。